Des molécules d'eau rayonnant dans l'atmosphère de l'exoplanète WASP-121b ont permis à des astronomes de prouver qu'elle était dotée d'une stratosphère. L'équipe internationale de chercheurs à l'origine de cette découverte, dirigée par l'
Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Exeter et comprenant des chercheurs du PRN PlanetS, a mené ses
observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) avec le
télescope spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en...). C'est la première fois que la présence d'une
stratosphère (La stratosphère est la seconde couche de l'atmosphère terrestre, se situant au-dessus de la...) autour d'une
exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...) peut être démontrée. Une
recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) à lire dans la revue Nature.
© UNIGE G. Bacon
WASP-121b, située à environ 900 années-lumière de la Terre, est une exoplanète géante de gaz, communément appelée "
Jupiter chaud (Les Jupiter chauds ou Pégasides sont une classe d'exoplanètes ayant une masse du même ordre de...)". Elle tourne autour de son étoile en 1,3 jours et se trouve donc à la plus petite distance possible avant que la
gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) de l'étoile ne commence à la déchirer. Cette proximité implique que le haut de son
atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) (la stratosphère) soit chauffé à 2,500°C environ, une
température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) à laquelle le fer existe sous forme gazeuse plutôt que sous forme solide. Autrement dit, son atmosphère est suffisamment chaude pour vaporiser le fer !
Dans la stratosphère terrestre, l'ozone piège le rayonnement
ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur...) du soleil, ce qui augmente la température de cette couche d'atmosphère. D'autres corps du
système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) ont également des stratosphères dont le réchauffement est cette fois assuré par le
méthane (Le méthane est un hydrocarbure de formule brute CH4. C'est le plus simple composé de la...), comme par exemple autour de Jupiter et de Titan, une lune de Saturne.
Dans les planètes du système solaire, la variation de température dans la stratosphère est généralement inférieure à 100°C alors que sur WASP-121b, la température dans la stratosphère augmente de 1000°C. "Il est excitant de mesurer une élévation de température aussi forte, cela signifie que des processus chimiques spéciaux se produisent à des altitudes plus élevées, ce qui pourrait affecter l'évolution atmosphérique de la planète", explique Vincent Bourrier, co-auteur de l'étude et membre de PlanetS à l'Université de Genève (UNIGE).
Une étape décisive
Des recherches antérieures menées ces dix dernières années avaient déjà révélé des signes possibles de stratosphères sur d'autres exoplanètes, mais c'est la première fois que des molécules d'eau rayonnant ont été détectées, représentant le signal le plus clair de l'existence d'une stratosphère exoplanétaire. "Détecter la
lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) émise par la vapeur d'eau chaude dans cette exoplanète est une étape décisive pour comprendre le fonctionnement des atmosphères de ces planètes extrêmes", a déclaré David Ehrenreich, co-auteur de l'étude, professeur associé au Département d'
astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) de la Faculté des sciences de l'UNIGE et
chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) principal du Projet du Conseil Européen de recherche FOUR ACES*. "La prochaine étape consiste maintenant à repérer et à identifier les molécules responsables de l'élévation de la température."
Note:
* FOUR ACES, pour Future of Upper Atmospheric Characterization of Exoplanets with Spectroscopy, est un projet Consolidator du Conseil Européen de la Recherche (ERC), soutenu par le programme de recherche et d'innovation ERC Horizon 2020 (bourse n° 724427).